CN102717237A - 一种风电法兰的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电法兰的成型方法，该方法调整了用于制作风电法兰的低合金高强度钢的化学成分配比，使其化学成分为：碳：0.25～0.60wt％、硅：0.35～0.50wt％、锰：1.2～1.70wt％、磷：0.015～0.025wt％、硫：0.012～0.02wt％、铬：0.30～0.80wt％、钼：0.10～0.30、钒：0.15～0.30wt％、镍：0.30～0.50wt％、铜：0.15～0.3wt％、氮：0.015～0.05wt％、钛：≤0.2wt％、铌：≤0.06wt％，余量为铁，因此制得的风电法兰具有高强度、高韧性且抗低温冲击的性能，可在较强风能和较大温度差异下安全、稳定地承受负载。
Description
技术领域
本发明风力发电机技术领域，特别是涉及一种风电法兰的成型方法。
背景技术
当今社会，随着全球能源短缺和环境污染等问题日益严峻，寻找可再生能源已成为世界各国面临的重大课题。而自然界风能与其它能源相比，不仅蕴藏量大，分布广泛，永不枯竭，而且还具有上马快、建设周期短、比水电站建设的基础投入少、灵活性强，并能有效遏制温室效应和沙尘暴灾害，绿色环保等特点。但是由于目前制造风电设备的技术不够成熟，导致风力发电设备昂贵，风力发电成本较高，风电电价高于煤电电价，从而制约了风电的快速发展。
风力发电机组的塔架连接件---风力发电塔筒法兰(为了叙述方便，下文称之为风电法兰)是风电塔筒的关键连接件、支撑件和受力件，风电法兰对品质有很高的要求，这主要是因为风电设备需要在野外工作，经受各种极其恶劣的天气环境，因此，风电法兰必须满足高强度、高韧性、抗低温冲击的性能。
当前所使用的风电法兰一般都采用Q345E和Q345C材质的低合金高强度钢作为开始加工的原料，经下料、锻造制坯、辗环、热处理、金加工等步序后制成符合要求的锻件，然后再经进一步机械加工成为满足要求的风电法兰。传统风电法兰锻件由于材料成份、及理化指标允许的范围较大，锻造及热处理工艺简单，造成产品质量不稳定，尚难满足较强的风能、较大温度差异下，安全、稳定地承受负载等特定使用要求。
发明内容
本发明公开了一种风力发电机法兰的成型方法，该成型方法采用优良的合金配比以及精湛的锻造流程，得到高强度、高韧性且抗低温冲击的风电法兰，其可以在较强风能和较大温度差异下安全、稳定地承受负载。
本发明的风电法兰的成型方法包括如下步骤：
步骤一，在炼钢炉升温至1300℃，加入炼钢原料以精炼成用于风电法兰的低合金高强度钢坯料，其中低合金高强度钢的化学成分为：碳：0.25～0.60wt％、硅：0.35～0.50wt％、锰：1.2～1.70wt％、磷：0.015～0.025wt％、硫：0.012～0.02wt％、铬：0.30～0.80wt％、钼：0.10～0.30、钒：0.15～0.30wt％、镍：0.30～0.50wt％、铜：0.15～0.3wt％、氮：0.015～0.05wt％、钛：≤0.2wt％、铌：≤0.06wt％，余量为铁；
步骤二，将所述低合金高强度钢坯料连铸成Φ700mm坯料；
步骤三，将冷却后的低合金高强度钢坯料加热，并采用锻造液压机进行锻造以制成锻件，始锻温度为1150～1250℃，锻造比为4或5倍，终锻温度为780℃～800℃；
步骤四，锻造后热处理，将锻造后的坯料加热到1250℃并保持该温度进行热处理，热处理时间为1小时；
步骤五，采用数控径-轴向碾环机将锻造后的所述锻件加工成符合尺寸的风电法兰工件；
步骤六，对所述风电法兰工件进行去应力加热，加热到温度550℃后保温5小时；
步骤七，粗加工，利用车床对风电法兰的上表面、下表面、内圆表面和外圆表面进行粗车削加工，切削深度为：8mm，切削速度为50米/分钟，加工余量为2mm；
步骤八，精加工，利用车床对风电法兰的上表面、下表面、内圆表面和外圆表面进行精车削加工，切削深度为：1mm，切削速度为100米/分钟；
步骤九，对完成步骤八后的风电法兰进行手工倒角；
步骤十，在步骤九之后，还对风电法兰进行探伤检查。
其中，步骤三的液压机可以采用3150T、4000T或5000T锻造液压机，优选5000T锻造液压机；
其中，优选地，在步骤五和步骤六之间对风电法兰工件进行探伤检查；更优选地，探伤检查为超声波探伤检查；
其中，优选地，粗加工采用的是120度车刀；
其中，优选地，精加工采用的是球头车刀。
具体实施方式
为了更加清楚地说明本发明的技术方案，通过下文描述的实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明的风电法兰的成型方法包括如下步骤：
步骤一，在炼钢炉升温至1300℃，加入炼钢原料以精炼成用于风电法兰的低合金高强度钢坯料，其中低合金高强度钢的化学成分为：碳：0.25～0.60wt％、硅：0.35～0.50wt％、锰：1.2～1.70wt％、磷：0.015～0.025wt％、硫：0.012～0.02wt％、铬：0.30～0.80wt％、钼：0.10～0.30、钒：0.15～0.30wt％、镍：0.30～0.50wt％、铜：0.15～0.3wt％、氮：0.015～0.05wt％、钛：≤0.2wt％、铌：≤0.06wt％，余量为铁；
步骤二，将所述低合金高强度钢坯料连铸成Φ700mm坯料；
步骤三，将冷却后的低合金高强度钢坯料加热，并采用4000T锻造液压机进行锻造以制成锻件，始锻温度为1200℃，锻造比为4或5倍，终锻温度为790℃；
步骤四，锻造后热处理，将锻造后的坯料加热到1250℃并保持该温度进行热处理，热处理时间为1小时；
步骤五，采用数控径-轴向碾环机将锻造后的所述锻件加工成符合尺寸的风电法兰工件；
步骤六，对所述风电法兰工件进行去应力加热，加热到温度550℃后保温5小时；
步骤七，粗加工，利用车床对风电法兰的上表面、下表面、内圆表面和外圆表面进行粗车削加工，车床的车刀为120度车刀，切削深度为：8mm，切削速度为50米/分钟，加工余量为2mm；
步骤八，精加工，利用车床对风电法兰的上表面、下表面、内圆表面和外圆表面进行精车削加工，车床的车刀为球头车刀，切削深度为：1mm，切削速度为100米/分钟；
步骤九，对完成步骤八后的风电法兰进行手工倒角；
步骤十，在步骤九之后，还对风电法兰进行探伤检查。
实施例2：
步骤一，在炼钢炉升温至1300℃，加入炼钢原料以精炼成用于风电法兰的低合金高强度钢坯料，其中低合金高强度钢的化学成分为：碳：0.25～0.60wt％、硅：0.35～0.50wt％、锰：1.2～1.70wt％、磷：0.015～0.025wt％、硫：0.012～0.02wt％、铬：0.30～0.80wt％、钼：0.10～0.30、钒：0.15～0.30wt％、镍：0.30～0.50wt％、铜：0.15～0.3wt％、氮：0.015～0.05wt％、钛：≤0.2wt％、铌：≤0.06wt％，余量为铁；
步骤二，将所述低合金高强度钢坯料连铸成Φ700mm坯料；
步骤三，将冷却后的低合金高强度钢坯料加热，并采用5000T锻造液压机进行锻造以制成锻件，始锻温度为1250℃，锻造比为4或5倍，终锻温度为800℃；
步骤四，锻造后热处理，将锻造后的坯料加热到1250℃并保持该温度进行热处理，热处理时间为1小时；
步骤五，采用数控径-轴向碾环机将锻造后的所述锻件加工成符合尺寸的风电法兰工件；接着对风电法兰工件进行超声波探伤检查；
步骤六，对经过超声波探伤检查合格后的所述风电法兰工件进行去应力加热，加热到温度550℃后保温5小时；
步骤七，粗加工，利用车床对风电法兰的上表面、下表面、内圆表面和外圆表面进行粗车削加工，车床的车刀为120度车刀，切削深度为：8mm，切削速度为50米/分钟，加工余量为2mm；
步骤八，精加工，利用车床对风电法兰的上表面、下表面、内圆表面和外圆表面进行精车削加工，车床的车刀为球头车刀，切削深度为：1mm，切削速度为100米/分钟；
步骤九，对完成步骤八后的风电法兰进行手工倒角；
步骤十，在步骤九之后，还对风电法兰进行探伤检查。
采用本发明的成型方法制造的风电法兰，由于调整了低合金高强度钢的化学成分配比，因此制得的风电法兰具有高强度、高韧性且抗低温冲击的性能，其可以在较强风能和较大温度差异下安全、稳定地承受负载。
虽然已经描述了本发明的一些具体实施例，但是其并非用于限定本发明，本发明的保护范围由所附的权利要求来限定，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求保护范围的情况下，可以对本发明做出各种修改。
Claims (5)
1.一种风电法兰的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在炼钢炉升温至1300℃，加入炼钢原料以精炼成用于风电法兰的低合金高强度钢坯料，其中低合金高强度钢的化学成分为：碳：0.25～0.60wt％、硅：0.35～0.50wt％、锰：1.2～1.70wt％、磷：0.015～0.025wt％、硫：0.012～0.02wt％、铬：0.30～0.80wt％、钼：0.10～0.30、钒：0.15～0.30wt％、镍：0.30～0.50wt％、铜：0.15～0.3wt％、氮：0.015～0.05wt％、钛：≤0.2wt％、铌：≤0.06wt％，余量为铁；
步骤二，将所述低合金高强度钢坯料连铸成Φ700mm坯料；
步骤三，将冷却后的低合金高强度钢坯料加热，并采用锻造液压机进行锻造以制成锻件，始锻温度为1150～1250℃，锻造比为4或5倍，终锻温度为780℃～800℃；
步骤四，锻造后热处理，将锻造后的坯料加热到1250℃并保持该温度进行热处理，热处理时间为1小时；
步骤五，采用数控径-轴向碾环机将锻造后的所述锻件加工成符合尺寸的风电法兰工件；
步骤六，对所述风电法兰工件进行去应力加热，加热到温度550℃后保温5小时；
步骤七，粗加工，利用车床对风电法兰的上表面、下表面、内圆表面和外圆表面进行粗车削加工，切削深度为：8mm，切削速度为50米/分钟，加工余量为2mm；
步骤八，精加工，利用车床对风电法兰的上表面、下表面、内圆表面和外圆表面进行精车削加工，切削深度为：1mm，切削速度为100米/分钟；
步骤九，对完成步骤八后的风电法兰进行手工倒角；
步骤十，在步骤九之后，还对风电法兰进行探伤检查。
2.如权利要求1所述的风电法兰的成型方法，其特征在于：所述步骤三的液压机为3150T、4000T或5000T锻造液压机，优选5000T锻造液压机。
3.如权利要求1所述的风电法兰的成型方法，其特征在于：在所述步骤五和所述步骤六之间还包括对风电法兰工件进行探伤检查的步骤；所述探伤检查优选为超声波探伤检查。
4.如权利要求1所述的风电法兰的成型方法，其特征在于：所述步骤七的车床采用的是120度车刀。
5.如权利要求4所述的风电法兰的成型方法，其特征在于：所述步骤八的车床采用的是球头车刀。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
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